题目内容
11．
氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图为电池示意图．该电池电池表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是化学能转化为电能．在导线中电子流动方向为由a到b（用a、b表示）．
（2）负极反应式为：H2+2OH--2e-=2H2O．
（3）电极表面镀铂粉的原因为增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数，加快电极反应速率．
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能．80gLiH与H2O作用（LiH+H2O═LiOH+H2↑）放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为16mol．
（5）氢气可由天然气和水反应制备，其主要反应为：
CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g），某温度下，2L密闭容器中充入2molCH4和3molH2O（g），反应进行到4s时CH4剩余物质的量为1.2mol，再过一段时间反应达平衡，平衡时容器的压强是起始时的1.4倍．则
①前4s以H2O（g）浓度变化表示的平均反应速率0.2mol/（L．s）
②平衡时甲烷的转化率为：50%．
分析 （1）原电池主要是将化学键转化为电能；氢气失去电子，为负极，氧气获得电子，为正极，电子由负极通过导线移向正极；
（2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；
（3）反应物接触面积越大，反应速率越大；
（4）80gn（LiH）=$\frac{80g}{8g/mol}$=10mol，根据方程式知，1molLiH参加反应转移1mol电子，10molLiH能生成10mol氢气，10mol氢气作燃料转移电子物质的量是20mol，其转化率为80%，则转移电子物质的量=20mol×80%；
（5）4s内v（CH4）=$\frac{\frac{2mol-1.2mol}{2L}}{4s}$=0.1mol/（L．s），同一反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，据此计算水的反应速率；
反应前后气体物质的量之比等于其压强之比，反应前混合气体物质的量是5mol，平衡时容器的压强是起始时的1.4倍，则平衡时气体物质的量=1.4×5mol=7mol，根据方程式知，有1mol甲烷参加反应，气体增加2mol，达到平衡时气体增加物质的量2mol，所以参加反应的甲烷物质的量是1mol，甲烷转化率=$\frac{1mol}{2mol}×100%$．
解答 解：（1）原电池主要是将化学键转化为电能，燃料电池是原电池，是将化学能转化为电能的装置；氢气失去电子，为负极，氧气获得电子，为正极，电子由负极通过导线移向正极，即由a到b，
故答案为：化学能转化为电能；由a到b；
（2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O，故答案为：H2+2OH--2e-=2H2O；
（3）反应物接触面积越大，反应速率越大，镀铂粉增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数，加快电极反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数，加快电极反应速率；
（4）80gn（LiH）=$\frac{80g}{8g/mol}$=10mol，根据方程式知，1molLiH参加反应转移1mol电子，10molLiH能生成10mol氢气，10mol氢气作燃料转移电子物质的量是20mol，其转化率为80%，则转移电子物质的量=20mol×80%=16mol，故答案为：16；
（5）①4s内v（CH4）=$\frac{\frac{2mol-1.2mol}{2L}}{4s}$=0.1mol/（L．s），同一反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，v（H2O）=2v（CH4）=2×0.1mol/（L．s）=0.2mol/（L．s），
故答案为：0.2mol/（L．s）；
②反应前后气体物质的量之比等于其压强之比，反应前混合气体物质的量是5mol，平衡时容器的压强是起始时的1.4倍，则平衡时气体物质的量=1.4×5mol=7mol，根据方程式知，有1mol甲烷参加反应，气体增加2mol，达到平衡时气体增加物质的量2mol，所以参加反应的甲烷物质的量是1mol，甲烷转化率=$\frac{1mol}{2mol}×100%$=50%，
故答案为：50%．
点评 本题考查化学平衡计算、原电池原理，为高频考点，原电池中难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写，注意：（4）题转移电子物质的量为氢气作燃料电池时转移电子物质的量，而不是生成氢气转移电子物质的量，为易错点．
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优秀生快乐假期每一天全新寒假作业本系列答案| A． | 碘升华 | B． | HI气体受热分解 | ||
| C． | 食盐熔化 | D． | 液氯汽化要吸收一定的能量 |
| 实验 编号 | HA的物质的量 浓度（mol/L） | NaOH的物质的 量浓度（mol/L） | 混合后 溶液的pH |
| 甲 | 0.1 | 0.1 | pH=a |
| 乙 | 0.12 | 0.1 | pH=7 |
| 丙 | 0.2 | 0.1 | pH＞7 |
| 丁 | 0.1 | 0.1 | pH=10 |
（2）乙组混合溶液中c（A-）和c（Na+）的大小关系是C
A．前者大 B．后者大
C．二者相等 D．无法判断
（3）从丙组实验结果分析，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（Na+）＞c（A-）＞c（OH-）＞c（H+）
（4）分析丁组实验数据，写出该混合溶液中下列算式的精确结果（列式）：
c（Na+）-c（A-）=10-4-10-10mol/L．
（Ⅱ）某二元酸（化学式用H2B表示）在水中的电离方程式是：
H2B═H++HB- HB-?H++B2-
回答下列问题：
（5）在0.1mol/L的Na2B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是AC．
A．c（B2-）+c（HB-）=0.1mol/L
B．c（B2-）+c（HB-）+c（H2B）=0.1mol/L
C．c（OH-）=c（H+）+c（HB-）
D．c（Na+）+c（OH-）=c（H+）+c（HB-）
（ III）已知：25℃时，Ksp（BaSO4）=1×10-10，Ksp（BaCO3）=1×10-9．
（6）医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂．胃酸酸性很强（pH约为1），但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是（用溶解平衡原理解释）对于平衡BaSO4（s）?Ba2+（aq）+SO42-（aq），H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度，平衡不能向溶解方向移动．
万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5mol/L Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2+浓度仅为2×10-10mol/L．
| A． | 14g13 C2H2所含的电子数为7NA | |
| B． | 0.5mol NO与0.5mol O2混合后所含的分子数小于0.75NA | |
| C． | 常温下，1L pH=3的Al2（SO4）3溶液中，水电离出的H+数为10-3NA | |
| D． | 在Na2SO3+Cl2+H20═Na2SO4+2HCl的反应中，若1.12L Cl2反应完全，则转移的电子数为0.1NA |
在2L的恒容密闭容器中充入A（g）和B（g），发生反应：A（g）+B（g）?2C（g）+D（s）△H=akJ•mol-1．实验内容和结果分别如下表和如图所示．下列说法正确的是（ ）| 实验 序号 | 温度 | 起始物质的量 | 热量 变化 | |
| A | B | |||
| I | 600℃ | 1mol | 3mol | 96kJ |
| Ⅱ | 800℃ | 1.5 mol | 0.9mol | - |
| A． | 实验I中，lOmin 内平均速率v（B）=0.06mol•L-1•min-1 | |
| B． | 600℃时，上述方程式中a=-160 | |
| C． | 600℃时，该反应的平衡常数是0.45 | |
| D． | 800℃时，在原容器中充入 1molA、0.5molB、1molC、0.5molD，则v（正）＜v（逆） |
| A． | 硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有开发价值的燃料 | |
| B． | 硅在地壳中含量居第二位，在地球上有丰富的硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅 | |
| C． | 存放NaOH溶液的试剂瓶应用玻璃塞 | |
| D． | 二氧化硅是一种良好的半导体材料 |
| A． | 向NaOH溶液中通入过量的CO2：CO2+OH-═HCO3- | |
| B． | 将SO2气体通入Ba（NO3）2溶液：SO2+H2O+Ba2+═BaSO3↓+2H+ | |
| C． | 实验室制氯气：MnO2+4HCl（浓）═Mn2++2Cl2↑+2H2O | |
| D． | AlCl3溶液与过量氨水混合：Al3++4NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O |
最近发现一种由M、N原子构成的两种原子的气态团簇分子，如图所示．实心球“●”表示N原子，空心球“○”表示M原子，它的化学式为（ ）| A． | M4N4 | B． | MN8 | C． | MN | D． | M4N5 |